專利名稱：極化調(diào)制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及極化調(diào)制(polar modulation)裝置，特別涉及用于無線通信裝置 的、將輸入信號分為振幅信號和相位信號而進行調(diào)制的極化調(diào)制裝置。
背景技術(shù)：
以往有關(guān)于以下方式的提案，在對UMTS(Universal Mobile Telecommunications System:通用移動通信系統(tǒng))等具有4交寬的動態(tài)范圍的信 號進行振幅調(diào)制時，通過對其振幅分量預(yù)先進行振幅限制，縮小所需的動態(tài) 范圍(例如參照專利文獻l)。
圖1表示進行這種振幅限制的調(diào)制電路裝置的例子。圖l所示的調(diào)制電 路裝置101由角度調(diào)制器102、電壓控制電路103、振幅調(diào)制器104和振幅限 制單元109構(gòu)成。
角度調(diào)制器102是基于從第二輸入端子106輸入的相位信號對載波進行 角度調(diào)制的電路。
電壓控制電路103用于將穩(wěn)定的電源提供給振幅調(diào)制器104，是對從第 一輸入端子105輸入的振幅信號進行放大的電路。
振幅調(diào)制器104是基于從電壓控制電路103輸入的信號，對從角度調(diào)制 器102輸入的信號進行振幅調(diào)制的電路。
振幅限制單元109是如下整形波形的電路，在從第一輸入端子105輸入 的振幅信號的波形上部的大小大于第 一規(guī)定值時，對振幅信號的波形上部進 行整形以使該大于第 一規(guī)定值的部分的振幅信號的大小成為第 一規(guī)定值，和/ 或在輸入的振幅信號的波形上部的大小大于第一規(guī)定值且該振幅信號的波形 下部的大小小于第二規(guī)定值時，對振幅信號的波形下部進行整形以使該小于 第二規(guī)定值的部分的振幅信號的大小成為第二規(guī)定值。
下面說明圖1的調(diào)制電路裝置101的動作。
在未圖示的數(shù)據(jù)生成器中，從輸入的信號生成振幅信號和相位信號。在 數(shù)據(jù)生成器中所生成的振幅信號被輸入到第一輸入端子105,而在數(shù)據(jù)生成
器中所生成的相位信號被輸入到第二輸入端子106。從電源端子107，將電源 電壓提供給電壓控制電路103。
在振幅限制單元109中，對輸入到第一輸入端子105的振幅信號，基于 第一規(guī)定值和/或第二規(guī)定值進行振幅分量的限制，振幅限制后的信號被輸出 到電壓控制電^各103。電壓控制電路103對從振幅限制單元109輸入的信號 進行放大后，將其輸出到振幅調(diào)制器104。通過使用該電壓控制電路103,能 夠?qū)⒎€(wěn)定的電壓提供給振幅調(diào)制器104。也就是說，能夠避免由于振幅調(diào)制 器104的輸入阻抗的變化等所導(dǎo)致的電壓變化。
另外，輸入到第二輸入端子106的相位信號被輸入到角度調(diào)制器102。 角度調(diào)制器102用載波對輸入的相位信號進行角度調(diào)制而輸出到振幅調(diào)制器 104。如圖所示，該角度調(diào)制后的信號成為定包絡(luò)線的角度調(diào)制波。然后，振 幅調(diào)制器104以從電壓控制電路103提供的電壓對輸入的角度調(diào)制信號進行 振幅調(diào)制，從輸出端子108輸出。日本專利公開第2005_45782號公報

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明需要解決的問題
然而，裝載了上述那樣的調(diào)制電路裝置的實際的無線通信裝置中，必須 控制振幅調(diào)制器104的輸出信號的功率值即發(fā)送功率。在上述的調(diào)制電路裝 置中，要想對發(fā)送功率控制后的信號進行振幅限制，則需要基于發(fā)送功率的 大小而改變上述第 一規(guī)定值和第二規(guī)定值。
在上述的以往的調(diào)制電路裝置中，沒有考慮到發(fā)送功率控制，因此難以 適用于實際的無線通信裝置。
本發(fā)明的目的是提供極化調(diào)制裝置，它即使在進行發(fā)送功率控制時，也 能夠以簡單的結(jié)構(gòu)進行功率限制，并且能夠擴大發(fā)送功率的控制范圍。
解決問題的方案
本發(fā)明的極化調(diào)制裝置的一個形態(tài)采用的結(jié)構(gòu)包括振幅限制單元，對 輸入的振幅信號進行振幅限制；數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換單元，對由..所述振幅限制單元 進行振幅限制后的數(shù)字的振幅信號進行模擬轉(zhuǎn)換；功率控制單元，基于發(fā)送 功率控制值，對所述振幅限制后的模擬的振幅信號進行縮放；角度調(diào)制單元， 對輸入的相位信號進行角度調(diào)制而輸出角度調(diào)制信號；以及振幅調(diào)制單元，
使用所述功率控制后的振幅信號，對所述角度調(diào)制信號進行振幅調(diào)制。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，在進行數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換之前進行振幅限制處理，因此對數(shù)字 /模擬轉(zhuǎn)換器要求的動態(tài)范圍將變小。而且，通過在發(fā)送功率控制之前進行凄t 字/模擬轉(zhuǎn)換，能夠不拘泥于系統(tǒng)所需的發(fā)送功率控制值而進行數(shù)據(jù)/模擬轉(zhuǎn)
換，因此能夠最大限度地利用數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器的動態(tài)范圍。
另外，本發(fā)明的極化調(diào)制裝置的一個形態(tài)采用的結(jié)構(gòu)為，在所述振幅限
制單元的后級側(cè)，具備用于將振幅信號的失真分量去除的補償單元。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，在補償單元之前進行振幅限制，因此輸入到補償單元的信
號不取在振幅限制單元中已被限制的比第一規(guī)定值大的值，或者比第二規(guī)定
值小的值。由此，可以縮小進行補償?shù)姆秶?，能夠簡化校正單元的結(jié)構(gòu)。
另外，本發(fā)明的極化調(diào)制裝置的一個形態(tài)采用的結(jié)構(gòu)包括平均輸出校
正單元，基于所述第一規(guī)定值和/或所述第二規(guī)定值，計算從所述振幅限制單 元輸出的信號的平均值，基于該計算值校正所述輸出信號。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，通過計算從振幅限制單元輸出的信號的平均值，基于該計 算值校正輸出信號以使平均值總是相等，從而即使對信號進行振幅限制時也 能夠穩(wěn)定地提供所要求的輸出電流，能夠避免信號質(zhì)量下降。
本發(fā)明的有益效果
根據(jù)本發(fā)明，即使在進行發(fā)送功率控制時，也能夠以簡單的結(jié)構(gòu)進行功 率限制，并且能夠擴大發(fā)送信號的輸出功率的控制范圍。


圖l是表示以往的調(diào)制電路裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖2是表示本發(fā)明實施方式1的極化調(diào)制裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖3是用于說明實施方式1的振幅限制動作的圖，圖3A是表示振幅限
制前的振幅信號的一個例子的圖，圖3B是表示振幅限制后的振幅信號的一個
例子的圖。
圖4是用于說明實施方式1的振幅限制動作的圖，圖4A是表示振幅限 制前的振幅信號的一個例子的圖，圖4B是表示振幅限制后的振幅信號的一個 例子的圖。
圖5是用于說明實施方式1的振幅限制動作的圖，圖5A是表示振幅限 制前的振幅信號的一個例子的圖，圖5B是表示振幅限制后的振幅信號的一個
例子的圖。
圖6是表示本發(fā)明實施方式2的極化調(diào)制裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖。 圖7是表示實施方式2的補償單元的結(jié)構(gòu)的圖。 圖8是表示實施方式2的補償表的一個例子的圖。 圖9是表示實施方式2的極化調(diào)制裝置的另一個結(jié)構(gòu)的方框圖。 圖10是表示實施方式2的附帶振幅限制補償單元的結(jié)構(gòu)的圖。 圖11是表示實施方式2的附帶振幅限制補償表的一個例子的圖。 圖12是表示本發(fā)明實施方式3的極化調(diào)制裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖。 圖13是表示實施方式3的振幅限制后的信號的平均功率變化的一個例子 的圖。
圖14是表示本發(fā)明的其它實施方式的無線發(fā)送裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖。 圖15是表示其它實施方式的無線通信裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖。
具體實施例方式
下面，參照附圖詳細(xì)地說明本發(fā)明的實施方式。 (實施方式1 )
圖2是表示本實施方式1的極化調(diào)制裝置1的結(jié)構(gòu)的方框圖。在圖2中， 極化調(diào)制裝置1由以下單元構(gòu)成振幅限制單元6，限制振幅信號的振幅分 量；D/A轉(zhuǎn)換器7，將輸入的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號；功率控制單元8，對 輸入的信號進行功率控制，以使其成為基于功率控制信號的輸出信號；電壓 控制電路9，基于功率控制單元8的輸出信號，將電壓提供給振幅調(diào)制器11; 角度調(diào)制器IO，基于相位信號進行角度調(diào)制；以及振幅調(diào)制器ll，基于來自 電壓控制電路9的供給電壓，對角度調(diào)制后的信號進行振幅調(diào)制.。
如圖3A和圖3B所示，在從第一輸入端子2輸入的振幅信號的波形上部 大于第一規(guī)定值時(圖3A)，振幅限制單元6對振幅信號的波形上部進行整形， 以使該大于第一規(guī)定值的部分的振幅信號的大小成為第一規(guī)定值(圖3B)。
另外，如圖4A和圖4B所示，在從第一輸入端子2輸入的振幅信號的波 形下部小于第二規(guī)定值時(圖4A)，振幅限制單元6對振幅信號的波形下部進 行整形，以使該小于第二規(guī)定值的部分的振幅信號的大小成為第二規(guī)定值(圖 4B)。
另外，如圖5A和圖5B所示，在從第一輸入端子2輸入的振幅信號的波
形上部大于第一規(guī)定值且其波形下部小于第二規(guī)定值時(圖5A)，振幅限制單 元6對振幅信號的波形上部進行整形，以使該大于第一規(guī)定值的部分的振幅 信號的大小成為第一規(guī)定值，并對振幅信號的波形下部進行整形，以使該小 于第二規(guī)定值的部分的振幅信號的大小成為第二規(guī)定值(圖5B)。
D/A轉(zhuǎn)換器7輸入來自振幅限制單元6的輸出信號，將其轉(zhuǎn)換為模擬信 號而輸出到功率控制單元8。
功率控制單元8是用于對最終從振幅調(diào)制器11輸出的信號(發(fā)送信號)的 功率進行控制的單元，它進行如下的操作，通過基于功率控制信號對D/A轉(zhuǎn) 換器7的輸出信號進行縮放，使從振幅調(diào)制器11輸出的信號的功率成為期望 的值。
電壓控制電路9形成與從功率控制單元8輸入的輸出信號對應(yīng)的電源電 壓，將其提供給振幅調(diào)制器11。
角度調(diào)制器10基于從第二輸入端子3輸入的相位信號進行角度調(diào)制，將 其角度調(diào)制信號輸出到振幅調(diào)制器11。
振幅調(diào)制器11基于電壓控制電路9所提供的電源電壓，對從角度調(diào)制器 IO輸入的角度調(diào)制信號進行振幅調(diào)制，從輸出端子5輸出。具體而言，振幅 調(diào)制器11由功率放大器構(gòu)成，其信號輸入端子輸入所述角度調(diào)制信號，其電 源端子輸入所述電源電壓。
如上所述，通過在功率控制單元8中進行功率控制之前，在振幅限制單 元6中進行振幅限制處理，能夠不拘泥于來自系統(tǒng)的要求(發(fā)送功率控制)而恒 定地進行其振幅限制，所以振幅調(diào)制處理變得容易。
另外，通過進行將發(fā)送信號分為振幅分量和相位分量處理的極化調(diào)制， 將振幅限制僅適用于振幅分量即可(在適用正交調(diào)制時，必須對IQ合成后的 RF信號(模擬信號)進行振幅限制)，由此能夠由數(shù)字濾波器等數(shù)字電路構(gòu)成振 幅限制單元6，可以削減電路規(guī)模。
而且，在進行D/A轉(zhuǎn)換之前進行振幅限制處理，因此對D/A轉(zhuǎn)換器7 要求的動態(tài)范圍也變小。還有，通過在進行功率控制之前進行D/A轉(zhuǎn)換，能 夠不拘泥于系統(tǒng)所需的功率值(發(fā)送功率)而進行D/A轉(zhuǎn)換，因此能夠最大限 度地利用D/A轉(zhuǎn)換器7的動態(tài)范圍。 (實施方式2)
圖6表示本實施方式2的極化調(diào)制裝置20的結(jié)構(gòu)。另外，在圖6中，對
與上述圖2所示的極化調(diào)制裝置1相同的結(jié)構(gòu)部分附加了相同標(biāo)號，省略其 結(jié)構(gòu)的說明。
如圖6所示，本實施方式2的極化調(diào)制裝置20除了實施方式1的圖2 所示的結(jié)構(gòu)以外，還包括為了去除輸出信號(發(fā)送信號)的失真分量，用表校 正振幅信號的補償單元21。
如圖7所示，補償單元21由補償表21A和表切換開關(guān)21B構(gòu)成，補償 表21A由多個補償表構(gòu)成，表切換開關(guān)21B對于使用哪一個補償表21A來補 償振幅限制后的信號進行切換。如圖8所示，補償表21A具有與對功率控制 信號設(shè)定的輸出功率值(發(fā)送功率)對應(yīng)的多個補償表。此時，示出了用于輸出 功率值-20dBm、 -19dBm、…、27dBm的補償表作為例子。在各個補償表中， 設(shè)定了與輸出功率值對應(yīng)的、輸入值與輸出值之間的關(guān)系。這些表只不過是 一個例子，其設(shè)定內(nèi)容和表的數(shù)目等可以根據(jù)與系統(tǒng)之間的關(guān)系適當(dāng)?shù)赜兴兏?br> 表切換開關(guān)21B根據(jù)從控制端子4輸入的功率控制信號所示的輸出功率 值，選擇補償表21A內(nèi)的補償表。
接著，以與實施方式1的不同點為中心，說明圖6的極化調(diào)制裝置20 的動作。
如圖6所示，補償單元21輸入來自振幅限制單元6的輸出信號。在補償 單元21中，基于功率控制信號所示的功率值，由表切換開關(guān)21B選擇補償表 21A內(nèi)的補償表，基于所選擇出的補償表，將振幅限制后的輸入信號的輸入 值變換為對應(yīng)的輸出值而輸出到D/A轉(zhuǎn)換器7。
這樣，在振幅限制單元6的后級設(shè)置了補償單元21,所以輸入到補償單 元21的信號不取在振幅限制單元6中已被限制的大于上述第一規(guī)定值的值或 者小于上述第二規(guī)定值的值，因此可以縮小補償表21A所具有的補償表的規(guī) 模。
另外，還可以將圖6的振幅限制單元6與補償單元21組合為一，如圖9 所示的極化調(diào)制裝置30那樣，構(gòu)成附帶振幅限制補償單元31。如圖10所示， 該附帶振幅限制補償單元31由具有多個附帶振幅限制補償表的附帶振幅限 制補償表31A和用于切換附帶振幅限制補償表31A的表切換開關(guān)31B構(gòu)成。
如圖11所示，附帶振幅限制補償表31A具有作為對功率控制信號設(shè)定 的輸出功率值而與-20dBm、 -19dBm..... 27dBm相對應(yīng)的多個附帶4展幅限制補償表。在各個附帶振幅限制補償表中，除了設(shè)定有上述圖8所示的輸入 值和輸出值以外，還設(shè)定有用于以下限(對應(yīng)于上述第二規(guī)定值)和上限(對應(yīng) 于上述第 一規(guī)定值)對輸入的振幅信號的振幅進行限制的值。
通過如圖10和圖11那樣構(gòu)成附帶振幅限制補償單元31，能夠?qū)φ穹?br> 號同時進行補償和振幅限制，可以削減振幅限制單元而削減電路規(guī)模。
(實施方式3 )
圖12表示本實施方式3的極化調(diào)制裝置40的結(jié)構(gòu)。另外，在圖12中， 對與上述圖2所示的極化調(diào)制裝置1相同的結(jié)構(gòu)部分附加了相同標(biāo)號，省略 其結(jié)構(gòu)的說明。
如圖12所示，本實施方式3的極化調(diào)制裝置40除了實施方式1的圖2 所示的結(jié)構(gòu)以外，還包括用于校正輸出信號的平均輸出的平均輸出校正單元 41。
平均輸出校正單元41根據(jù)上述第一規(guī)定值和/或上述第二規(guī)定值，計算 從振幅限制單元6輸出的信號的平均值，并基于該計算值校正輸出信號以使 其平均值始終恒定。
如圖13所示，在振幅限制單元6中進行振幅限制時，有可能因信號的平 均功率變化而產(chǎn)生誤差，此時信號質(zhì)量下降。
于是，在本實施方式中，將平均輸出校正單元41連接到振幅限制單元6 的輸出級，在平均輸出校正單元41中計算從振幅限制單元6輸出的信號的平 均值，基于該計算值校正輸出信號以使其平均值始終恒定，從而能夠避免信 號質(zhì)量下降。
(其它實施方式)
圖14表示裝載了上述實施方式1 3的極化調(diào)制裝置的無線發(fā)送裝置的結(jié) 構(gòu)。無線發(fā)送裝置200由發(fā)送單元201和天線202構(gòu)成，發(fā)送單元201具備 上述實施方式1 3的任何一個的極化調(diào)制裝置1、 20、 30或40，天線202發(fā) 送由極化調(diào)制裝置1、 20、 30或40獲得的振幅調(diào)制后的RF相位調(diào)制信號。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，在無線發(fā)送裝置200中，通過適用極化調(diào)制裝置1、 20、 30或40，能夠使得對D/A轉(zhuǎn)換器要求的動態(tài)范圍變小，并最大限度地利用 D/A轉(zhuǎn)換器的動態(tài)范圍，削減電路規(guī)訪莫，避免信號質(zhì)量下降。
圖15表示裝載了上述實施方式1 3的極化調(diào)制裝置的無線通信裝置的結(jié) 構(gòu)。無線通信裝置300由以下單元構(gòu)成發(fā)送單元201，具備上述實施方式
1~3的任何一個的極化調(diào)制裝置1、 20、 30或40;接收單元302，對4妄收信 號進行包括解調(diào)處理在內(nèi)的規(guī)定的接收處理；雙工器303，進行發(fā)送信號與 接收信號之間的切換；以及天線202。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，在無線通信裝置300中，通過適用極化調(diào)制裝置1、 20、 30或40,能夠使得對D/A轉(zhuǎn)換器要求的動態(tài)范圍變小，并最大限度地利用 D/A轉(zhuǎn)換器的動態(tài)范圍，削減電路規(guī)模，避免信號質(zhì)量下降。
本發(fā)明不限于上述的實施方式，能夠進行各種變更而實施。
本說明書是基于2006年2月28日申請的日本專利申請第2006- 53912 號。其內(nèi)容全部包含于此。
工業(yè)實用性
即使在進行發(fā)送功率控制時，本發(fā)明也能夠以簡單的結(jié)構(gòu)進行功率限制， 并且擴大發(fā)送功率的控制范圍，能夠廣泛地適用于移動電話機等無線通信裝 置。
權(quán)利要求
1.一種極化調(diào)制裝置，包括:振幅限制單元，對輸入的振幅信號進行振幅限制；數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換單元，對由所述振幅限制單元進行振幅限制后的數(shù)字的振幅信號，進行模擬轉(zhuǎn)換；功率控制單元，基于發(fā)送功率控制值，對所述振幅限制后的模擬的振幅信號進行縮放；角度調(diào)制單元，對輸入的相位信號進行角度調(diào)制而輸出角度調(diào)制信號；以及振幅調(diào)制單元，使用所述功率控制后的振幅信號，對所述角度調(diào)制信號進行振幅調(diào)制。
2. 如權(quán)利要求1所述的極化調(diào)制裝置，其中，所述振幅限制單元，在輸入的振幅信號大于第一規(guī)定值時，對振幅信號 的波形進行整形，以使該大于第 一規(guī)定值的部分的振幅信號的大小成為第一 規(guī)定值。
3. 如權(quán)利要求1所述的極化調(diào)制裝置，其中，所述振幅限制單元，在輸入的振幅信號小于第二規(guī)定值時，對振幅信號 的波形進行整形，以使該小于第二規(guī)定值的部分的振幅信號的大小成為第二 規(guī)定值。
4. 如權(quán)利要求1所述的極化調(diào)制裝置，其中，所述振幅限制單元，在輸入的振幅信號大于第一規(guī)定值時，對振幅信號 的波形進行整形，以使該大于第 一規(guī)定值的部分的振幅信號的大小成為第一 規(guī)定值，在輸入的振幅信號小于第二規(guī)定值時，對振幅信號的波形進行整形， 以使該小于第二規(guī)定值的部分的振幅信號的大小成為第二規(guī)定值。
5. 如權(quán)利要求1所述的極化調(diào)制裝置，其中，還包括補償單元，被設(shè)置在所述振幅限制單元的后級側(cè)，去除所述振 幅限制單元的輸出信號所包含的失真分量。
6. 如權(quán)利要求5所述的極化調(diào)制裝置，其中， 所述補償單元包括與發(fā)送功率控制值對應(yīng)的多個補償表；以及 基于發(fā)送功率控制值，從所述多個補償表單元中選擇至少一個補償表的 表切換單元。
7. 如權(quán)利要求5所述的極化調(diào)制裝置，其中， 所述補償單元具有對輸入的信號的振幅進行限制的振幅限制功能。
8. 如權(quán)利要求1所述的極化調(diào)制裝置，其中，還包括平均輸出校正單元，被設(shè)置在所述振幅限制單元的后級側(cè)，基 于所述第 一規(guī)定值和/或所述第二規(guī)定值，計算振幅限制后的信號的平均值， 基于該計算值;f交正所述振幅限制后的信號。
全文摘要
提供極化調(diào)制裝置，它即使在進行發(fā)送功率控制時，也能夠以簡單的結(jié)構(gòu)進行功率限制，并且能夠擴大發(fā)送信號的輸出功率的控制范圍。極化調(diào)制裝置(1)包括振幅限制單元(6)，限制振幅信號的振幅分量；D/A轉(zhuǎn)換器(7)，將輸入的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號；功率控制單元(8)，對輸入的信號進行功率控制，以使其成為基于功率控制信號的輸出信號；電壓控制電路(9)，基于功率控制單元(8)的輸出信號，將電壓提供給振幅調(diào)制器(11)；角度調(diào)制器(10)，基于相位信號進行角度調(diào)制；以及振幅調(diào)制器(11)，基于來自電壓控制電路(9)的供給電壓，對角度調(diào)制后的信號進行振幅調(diào)制。
文檔編號H03F1/32GK101375493SQ20078000317
公開日2009年2月25日 申請日期2007年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月28日
發(fā)明者中村真木, 石田薰 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社